印染废水的主要污水处理技术

1、纺织印染废水具有水量大、有机物含量高、碱性大、水质变化大等特点，属难处理的工业废 水之一。常用的印染废水处理技术有生物降解法、化学氧化法、絮凝法、离子交换法、活性 碳脱色法、膜分离法、电渗析法、吸附法、臭氧脱色法及电化学法等。印染废水的水质随加 工的纤维种类和采用工艺以及使用的染化料的不同而异，污染物组分差异很大。如何在众多 的处理方法中选择适宜的处理工艺，做到运行成本既合理，污染物去除效果又好，成为工程 设计中的关键。为了对印染废水处理工艺有更深入的了解，文章就几种主要的污水处理技术 在印染废水综合处理中的应用作简要介绍，并就其优缺点进行评释和展望。吸附法吸附法是利用活性炭、活性粘土、离子交

2、换纤维、膨润土、硅藻土、煤渣、粉煤灰等具有吸 附性能的吸附剂，对废水中的色素、染料及其他有害成分进行吸附去除。传统的吸附剂对去 除废水中溶解性有机物十分有效，如对阳离子染料、直接染料、活性染料、酸性染料等水溶 性染料的吸附处理，但不能去除废水中的胶体及疏水性染料。近年来，随着科研工作者对吸附法进行了大量深入研究，开发出多种复合型或改性的吸附剂， 对印染废水脱色效果有了明显提高。有研究者利用某些集吸附与絮凝功能为一体的吸附剂， 如硅藻土经酸化、热活化即可制备兼有吸附絮凝两种功能的硅藻土复合净水剂，其对印染废 水处理脱色效果很好。粉煤灰经化学改性活化后，生成兼有絮凝性能的改性粉煤灰，不但对 疏水性

3、染料废水脱色率很高，对亲水性染料也有一定的脱色率。杭瑚等用膨润土吸附多种有 机染料的试验表明，复合膨润土对阳离子染料的吸附脱色性能最好，以质量分数为0.01%的 膨润土加0.005%的聚合氯化铝（PAC），可使阳离子染料为主的印染污水脱色率达到94% 100%。活性炭对分子量小的染料分子脱色效果较好，对大分子量或疏水性染料的脱色效果 较差，由于活性炭吸附处理存在价格高、再生较困难、综合处理费用偏大等缺点，实际废水 处理工程中很少采用。絮凝法絮凝法是废水处理中应用得最广泛的一项技术，具有投资费用低、设备简单、占地少、处理 量大等众多优点。该技术通过向废水中投加一定量絮凝剂，然后采用混合、反应、沉

4、淀工艺， 使废水得到净化。絮凝法的关键是如何选择高效絮凝剂和有效的絮凝工艺。常用的絮凝剂包 括无机低分子絮凝剂（硫酸铝、三氯化铁等普通电解质）、无机高分子絮凝剂（聚合硫酸铁、聚 合氯化铝等）和有机高分子絮凝剂（聚胺、聚铵盐等）。絮凝法处理印染废水除了能去除废水中 的各种有机、无机污染物外，还有很好的脱色效果，因此得到了广泛应用。氧化法氧化法对废水中有机污染物的去除十分有效。由于印染废水中的染料分子十分稳定，只有高 级氧化技术才能有效破坏染料分子结构，从而取得良好的处理效果，常见的废水高级氧化技 术包括Fenton试剂氧化法、光化学氧化法、超声波法和超临界水氧化法等。Fenton试剂氧化法是通过

5、在处理过程中产生具有极强氧化能力的羟基自由基（OH），能把废水 中的染料分子氧化分解，从而达到脱色的目的。为了提高氧化效果，实际Fenton试剂氧化 法处理废水中必须避免FeSO4 7H2O（催化剂）过量，防止H2O2过量消耗，调节好pH，使反 应系统处于最佳pH范围（pH=35）。光化学氧化法是近20年来才进行研究的新型水处理技术。根据反应机理的不同，可分为光 分解、光敏化氧化、光激发氧化和光催化氧化。其中光催化氧化法研究比较成熟，应用得比 较多。光催化氧化具有非选择性氧化各类有机物并使之矿化、可以用太阳能代替UV光源、 清洁而经济、设备简单等优点，是一项很有前途的废水处理技术。孙尚梅等采用

6、TiO2光催 化氧化法处理毛纺染整废水结果表明，处理效果优于生物法。程沧沧等对可溶性的染料酸性 玫瑰红B和晒化绿B进行光催化降解研究，结果表明，在实验条件下，其降解率分别为92.4% 和91.3%。TiO2光催化氧化法在pH为311时，使染料水溶液产生原子氧和羟基自由基， 具有很好的脱色效果，如亚甲基蓝溶液的光催化脱色及降解。有作者用铁-草酸、铁-柠檬酸、 铁-丁二酸络合物作催化剂，在紫外光照射下进行印染废水脱色实验，pH为24时，铁-羧 酸配合物生成烷基、羟基等多种自由基使印染废水氧化脱色。超声波降解技术作为一种新的废水处理技术兴起于上世纪90年代初，该处理技术主要是利 用废水中有机物在超声

7、波空化作用下得到降解。超声空化是液体中的一种极其复杂的物理现 象，是指液体中微小泡核在超声波作用下被激化，表现为泡核的振荡、生长、收缩和崩溃等 一系列动力学过程。在空化作用产生的高温、高压下，水分子裂解产生强氧化性的自由基 OH和H2O2,进而引发各种化学反应，使废水中有机物得以降解。超声波降解技术可认为 是氧化法的一个特例。国内外大量研究结果表明，超声波降解技术对印染废水中有机物的去 除效果很好，可以将其中的染料分子有效降解。华彬等利用超声波技术对酸性红 B(C20H12O7N2S2Na2)染料模拟废水进行了降解研究，在NaCl浓度为1000 mg/L、处理时间 为50 min时，酸性红B的

8、降解率达到了 90%。超临界水氧化法(SCWO)也是一种新型的高效废水处理技术。它是利用超临界条件(T647 K， P22 MPa)下水的独特性质：在超临界状态下，水的密度约为普通水的1/3,粘度却接近于水 蒸汽，故其扩散能力比普通的液态水大100倍左右，水的介电常数由78.5降至5.0，具有了 非极性溶剂的特性，能与烃类及其他有机物完全互溶，从而大大提高了反应过程的传质速率， 显著提高了有机污染物的降解速率，使废水中的有机物与氧气充分互溶反应，将之氧化成 CO2、H2O和其他小分子化合物，从而达到降解水体中的有机物的目的。4电化学法印染废水的电化学净化都是通过电极反应发生的。一般先将含有大量

9、染料分子的印染废水调 节pH至79范围内，通过一个电解槽，用铁、氧化铁或含铁金属做成阴极进行电解反应。 电解过程中，阴极电解成二价铁离子，它们遇到阳极产生的氢氧根离子，即生成氢氧化铁沉 淀，随后染料分子和其它有机物粘结在这些氢氧化铁沉淀物上而下沉。根据电极反应发生的 方式不同，电化学法可进一步划分为内电解(也称微电池)法、电絮凝法、电气浮法和电氧化 法。电化学法对含酸性染料的印染废水有较好的处理效果，脱色率可达50%70%，但对颜色深、 CODCr高的印染废水处理效果较差。对染料分子的电化学性能研究表明，各类染料在电化学 法处理过程中，其CODCr去除率的大小顺序为：硫化染料、还原染料酸性染料

10、、活性染料 中性染料、直接染料阳离子染料。目前，利用电化学法处理印染废水的技术日臻完善，大有推广应用的趋势。管锡等用三维电 解法对分散染料和活性染料进行脱色试验研究，结果脱色率均在90%以上。管玉江、杨卫身 用复极性固定床电解槽对水溶性染料进行电解脱色，结果表明，通过氧化还原作用，可以破 坏偶氮、蒽醍、三芳甲烷、杂蒽类、酞菁等各类染料的发色共轭体，使染料降解脱色。5生物降解法生物降解法是利用废水中微生物的代谢作用分解有机物，是处理有机废水最经济有效的方法 之一。根据微生物呼吸过程的需氧要求不同，可分为好氧处理和厌氧处理两大类，具体包括 活性污泥法、生物膜法、氧化塘法、废水厌氧及兼氧生物处理法等

11、。其中活性污泥法具有处理效果好、适用范围广、结构紧凑、处理水量大、运行成本低等优点， 其主要缺点是基建费较高，且操作不当易发生污泥膨胀现象，需严格管理。生物膜法分为生 物滤池法、生物转盘法、生物接触氧化法(浸没式滤池法)及生物流化床法。塔式生物滤池法 具有结构紧凑、布局合理、管理方便、动力消耗小和经常性费用低等优点。生物转盘法的优 点是操作简便、运行管理方便、动力消耗较小、处理成本较低和处理效果较稳定，但存在占 地面积大、基建投资较高和耐废水水质变化的缓冲能力差等缺点。生物接触氧化法具有生物 膜法和活性污泥法的特征，该法具有负荷高、停留时间短、操作管理方便、处理效果好和占 地面积小等突出优点。近年来，由于纺织产品的结构性调整，大量新型染料被应用于印染工业生产中，印染废水中 出现了大量较难降解的新有机污染物质，导致印染废水的可生物降解性能进一步变差。针对 此情况，采用厌氧一好氧组合的处理方法比单纯采用好氧治理方